معالجه نفايات التخمير العضوي في Stadtwerke Münster
كفاءة نزع مياه الحمأة بالدوارق
الطاقة الخضراء
يتم إنتاج معظم الطاقة الخضراء لمدينة مونستر من خلال محطة الطاقة الحرارية المشتركة في الموقع في كورده، حيث تم استخدام مصافي GEA أيضًا منذ بداية العام الماضي.
وتُستخدم طريقة ما يسمى "بالإقحام الحيوي" لتحويل النفايات العضوية إلى طاقة. حيث يتم جمع النفايات العضوية وتنظيفها بعناية لإزالة المواد الغريبة مثل البلاستيك أو المعادن أو الحجارة/الرمل؛ ثم يتم تقسيمها إلى جزيئات صغيرة، مختلطة بمياه الأغراض الصناعية ويتم تغذيتها في خزان الهضم للتخمر. وعند درجة حرارة تبلغ 55 درجة مئوية، يتم السماح للكتلة الشبيهة بالحمأة بالتخمير لمدة 15 يومًا في ظل ظروف لا هوائية تمامًا، أي مع الاستبعاد الكامل للأكسجين. وخلال هذه الفترة، ينتج التركيب الغاز الحيوي بمحتوى من الميثان بنسبة 50 إلى 60 في المائة ومحتوى من ثاني أكسيد الكربون بنسبة 40 إلى 50 في المائة؛ ويتم تغذيته إلى محطة الطاقة الحرارية المشتركة المجاورة، حيث يتم تحويله إلى طاقة. وبهذه الطريقة، يتم توليد 3000 ميجا وات ساعة من الطاقة الكهربائية و 3500 ميجا وات ساعة من الحرارة في مونستر في المتوسط كل عام (صافي).
دورقان ينزعان الماء من 300-400 متر مكعب من الكتلة الحيوية كل يوم
منذ أبريل 2009، يتم نزع المياه من الحمأة المهضومة بواسطة دورقين من النوع UCA 501. مع انخفاض تكاليف التشغيل وانخفاض استهلاك الطاقة، تعمل الدوارق على نزع الماء من 300 إلى 400 متر مكعب من الكتلة الحيوية كل يوم. وقد حل الدورقان البيئيان محل جهازين قديمين سابقين. وقد أرسلت الدعوات لتقديم العطاءات لست شركات مصنعة، وقامت ثلاث شركات في البداية بتقديم عروض أسعار في عملية اختيار Stadtwerke Münster. وقد قامت هذه العملية بتصفية الشركات الأخرى، وظلت GEA فقط في نهاية العملية. وحسبما ذكر أودو هيبلر، مدير العمليات في Stadtwerke Münster لتخمر النفايات العضوية "فقد أدى كل من التخطيط المشترك المكثف للمشروع، وزيارة منشآت الدورق في المنشآت المرجعية، وأخيرًا وليس آخرًا، التجربة المحلية بالتركيب المتنقل إلى إقناع Stadtwerke Münster باستبدال أجهزة الطرد المركزية الحالية باستخدام التقنية التي توفرها GEA.
لقد تأثرنا بشكل خاص بالدوارق من GEA كنتيجة للإشارات الجيدة بالمقارنة مع غيرها من منشآت تخمير الغاز الحيوي".
توفر اتفاقية الصيانة موثوقية الميزانية
وأضاف أودو هيبلر: "ثمة عامل حاسم آخر وهو ضمان إمكانية حساب تكاليف الإصلاح على المدى المتوسط. كانت شركة GEA هي الشركة المصنعة الوحيدة للدورق القادرة على تقديم اتفاقية صيانة معقولة لنا. ونحن نعتبر ذلك جانبًا إيجابيًا للغاية. يجب على الشركة المصنعة الوثوق بأجهزتها الخاصة. يجب على الشركة أن تكون متأكدة من عملياتها لدرجة أنها قادرة على حساب اتفاقية صيانة، وهذا ما فعلته GEA". ويشير أودو هيبلر إلى أنه بالتعاون مع GEA، قمنا بتطوير صيغة تتضمن متغيرات مثل عدد الآلات والسرعة والإنتاجية في الساعة ووقت التشغيل في اليوم، وقد تم استخدام هذه البيانات لحساب وقت التشغيل السنوي ومعدل الصيانة المحدد. "وبالتالي فإن تكاليف الصيانة ليست ثابتة؛ على العكس، نحن قادرون على التأثير على التكاليف السنوية بالطريقة التي ندير بها التركيب."
وتحدد اتفاقية الصيانة القيم المتعلقة بالقدرة الإنتاجية، ودرجة نزع الماء وجودة النبذ. "تركز اتفاقية الصيانة هذه، والتي تمتد لمدة عشر سنوات، على الجوانب الرئيسية لموثوقية الميزانية، ومدى إمكانية تخطيط تكاليف الإصلاح. ومع ذلك، فإننا نفترض أيضًا أنه، على مدار فترة عشر سنوات كاملة، سنكون قادرين على العمل بشكل أقل تكلفة بكثير مما كان عليه الحال مع "الاصلاحات المخصصة" غير المخطط لها والتي لا يمكن حسابها".
وقد استوفت GEA معيارًا آخرًا فيما يتعلق بتقديم الطلبيات. وقد ذكر مدير العمليات "أردنا أن نرى نتائج إيجابية في التجارب التمهيدية، وفي التحليل النهائي لم يتحقق ذلك إلا من قبل اثنين من مقدمي الخدمات". قامت GEA بإجراء التجارب التمهيدية بطريقة أنيقة للغاية عن طريق تركيب متنقل يعمل في الموقع بمواد أصلية. وتم فصل أحد الجهازين الحاليين لمدة أسبوع واحد، وتم استخدام التركيب المتنقل بدلًا منه.
آلات قياسية بقطع غيار قياسية
علاوةً على ذلك، اتخذت Stadtwerke Münster قرارًا متعمدًا بعدم استخدام المنتجات المخصصة، كما كان الحال سابقًا، وقررت بدلًا من ذلك استخدام آلات قياسية. وقال أودو هيبلر: "بهذه الطريقة، نحن على يقين من أنه إذا دعت الحاجة، فسيتم الاحتفاظ ببكرة أصلية في المخزون كقطع غيار في GEA". وقد نجحت GEA، باستخدام UCA 501، في بناء دورق نزح المياه عالي الأداء للتصميم الحديث وتحسين الأداء بصورة أساسية مع الانخفاض المتزامن في تكاليف الخدمة والتشغيل. وللدورق البيئي تصميم بركه عميقة. تضمن الهندسة الدوّارة الخاصة جنبًا إلى جنب مع سرعة الدوران العالية أداء عالي الإنتاجية. يولّد الترس الكوكبي القوي متعدد المراحل نفسه عزم دوران عالٍ من أجل نزح المياه بشكل مثالي، والذي يظل ثابتًا حتى عند السرعات التفاضلية العالية. وعلى الرغم من القدرة الإنتاجية العالية وعزم الدوران الأعلى بشكل كبير، فإن احتياجات الطاقة المحددة أقل من 1 كيلو وات/متر مكعب.
توفر عالي التركيب
كما قررت Stadtwerke Münster البقاء في الجانب الآمن فيما يتعلق بتوافر التركيب عن طريق مضاعفة سعة نزح المياه لكل دورق مقارنة مع الجهاز القديم من 15 إلى 30 مترًا مكعبًا في الساعة. وبهذه الطريقة، إذا كان من الضروري صيانة الماكينة، يمكن ضبط العملية عن طريق زيادة سرعة الوعاء والقدرة الإنتاجية بحيث يمكن لجهاز واحد فقط معالجة نزح المياه من المخلفات. ويوضح أودو هيبلر قائلًا: "لأننا عادةً ما نقوم بنزح حوالي 15 إلى 18 متر مكعب من المياه في الساعة لكل آلة خلال فترة من ثمانية إلى اثنتي عشرة ساعة كل يوم، فنحن في وضع يسمح لنا بالتعامل مع الكمية الإجمالية باستخدام جهاز طرد مركزي واحد يعمل بمعدل 30 متر مكعب في الساعة إذا كان لا بد من صيانة جهاز واحد أو إيقاف تشغيله. وهذا يعني أن لدينا الكثير من التركيب المتاح".
"تعمل الدوارق الجديدة بسرعة 2600 دورة في الدقيقة؛ وهذه السرعة أقل من السرعة السابقة التي بلغت 2950 دورة في الدقيقة، مما أدى إلى مزيد من الانخفاض في استهلاك الطاقة. ونحصل على قيم المركز التي هي في الغالب أقل من الأرقام التي سبق تحقيقها. وقد ظلت كفاءة نزع الماء ثابتة دون تغيير تقريبًا بنسبة 35 في المائة من المادة الجافة.
وتعتبر المواد الصلبة التي تم تفريغها بواسطة الدوارق بنسبة 35 في المائة تقريبًا من المادة الجافة، بمكوناتها العضوية القيّمة، هي سماد طازج يجب أن يتعفن بشكل أكبر وفقًا لمرسوم النفايات العضوية. لهذا الغرض، يتم خلط تربة الإقحام الحيوي التي يتم الحصول عليها من هذه العملية بمخلفات البساتين الطازجة؛ والتي تتكون في منشأة تسميد عضوي لمخلفات البساتين المجاورة في مدينة مونستر، وتنتج سمادًا عالي الجودة يمكن لمواطني مونستر أن يحصلوا عليه بثمن زهيد.
التبديل دون انقطاع العمليات
وقد استغلت مدينة مونستر الميزة المزدوجة من حقيقة أن الدورق البيئي الجديد متاح أيضًا كتركيب متنقل لأغراض الاختبار. وفي أعقاب التجارب الناجحة التي تمت مع التركيب المتنقل، استخدمت نصف المقطورة مرة أخرى خلال عملية تجميع الدوارق وبدء تشغيلها. "هذا لأن الآلات الجديدة يجب أن يتم تركيبها في موقع الآلات الحالية" كما أوضح أودو هيبلر. ولضمان عدم الحاجة إلى توقف التشغيل المستمر لعملية تركيب التخمير على الرغم من الحاجة إلى تفكيك الآلات القديمة، تم استخدام الدورق المتنقل لنزح مياه الحمأة لفترة انتقالية مدتها أسبوعان، مما يضمن عمليات تشغيل خالية من المشاكل. "وبخلاف ذلك، كان سيتعين علينا مواجهة التحدي الذي يشكله التوقف الكبير للعمليات. وكانت أوقات التسليم وأوقات التفكيك/التجميع أقل بكثير من الأوقات التي حددتها المنافسة. وأخيرًا، قبلت GEA الآلات المستعملة كدفعة جزئية. مريحة جدًا من وجهة نظرنا." لقد كانت Stadtwerke Münster راضية عن الطريقة التي تعمل بها الدوارق لأكثر من عام دون أي مشكلة. وقد استوفت GEA متطلبات Stadtwerke Münster لمصداقية التخطيط المالي مع اتفاقية الصيانة لمدة 10 سنوات. "وقد أعطانا هذا شعورًا جيدًا للغاية حيال الأمر برمته" كما ذكر أودو هيبلر.
